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        復(fù)雜外形零件在數(shù)控車床中的加工方案探析

        2012-08-29 12:06:18黃永娜
        裝備制造技術(shù) 2012年7期
        關(guān)鍵詞:外圓數(shù)控車床裝夾

        黃永娜

        (廣西石化高級(jí)技工學(xué)校,廣西 南寧 530031)

        隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,機(jī)械制造產(chǎn)品使用領(lǐng)域的不斷拓寬,對(duì)產(chǎn)品精度要求的不斷提高,數(shù)控機(jī)床的使用就變得越來越普遍。雖然數(shù)控機(jī)床不能完全代替普通機(jī)床,但在對(duì)復(fù)雜零件的加工中,數(shù)控機(jī)床占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。主要表現(xiàn)在以下方面:

        一是柔性程度高。對(duì)于產(chǎn)品形狀的改變,不再需要另外制造大量的專用夾具與刀具等等,只需根據(jù)結(jié)構(gòu)特征改變程序,即可完成零件的加工,加快產(chǎn)品的更新速度。

        二是精度較高。可一次定位,完成多工序的加工,大大減少了因重復(fù)定位造成的誤差。

        三是提高生產(chǎn)率。因數(shù)控機(jī)床剛性較好,工序集中,在保證品質(zhì)的同時(shí),大大縮短加工時(shí)間,從而達(dá)到提高生產(chǎn)率的目的。

        基于以上3 點(diǎn),數(shù)控機(jī)床的使用,得以不斷廣泛與規(guī)范。

        在復(fù)雜外形零件加工中,對(duì)零件的工藝要求相應(yīng)的提高,要做到工序集中,多工序在一次裝夾中完成,要求工藝編制人員要全面地考慮其加工工藝。相對(duì)于普通機(jī)床來說,在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí),對(duì)工藝的設(shè)計(jì)必須要考慮:多工序加工時(shí),零件的剛性、精度要求是否能達(dá)到工藝要求。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo),需了解零件所要達(dá)到的精度要求、工藝特點(diǎn),還要掌握數(shù)控機(jī)床的程序編制技巧。

        本文以數(shù)控車床加工一個(gè)復(fù)雜外形零件為例,分析并闡述其加工工藝,以及進(jìn)行加工程序的編制。

        1 數(shù)控車床加工

        在數(shù)控車床上加工外形復(fù)雜的回轉(zhuǎn)類零件時(shí),對(duì)其加工工藝的分析、工藝路線制定以及加工程序的編制,必須重點(diǎn)考慮加工順序、夾位和加工刀具的選擇。

        對(duì)于外部形狀非常復(fù)雜,難以在普通機(jī)床上進(jìn)行車削加工的回轉(zhuǎn)類零件(如圖1 所示),要能達(dá)到其技術(shù)要求,必須選用數(shù)控車床作為加工設(shè)備。

        圖1 復(fù)雜的回轉(zhuǎn)類零件圖

        1.1 零件分析

        圖1 所示零件的形狀非常復(fù)雜,包含了外圓、橢圓、拋物線與溝槽,其中還有一個(gè)與Z 軸有一定角度的橢圓。所有外圓的尺寸精度,要求都很高,公差在0.02 mm 內(nèi).兩個(gè)臺(tái)階的長(zhǎng)度有精度要求,長(zhǎng)度方向最高尺寸精度要求為0.02 mm。

        1.2 工藝分析

        考慮到該零件要進(jìn)行兩頭加工,并且兩頭的尺寸精度要求都一樣高,所以必須選擇方便精確的裝夾定位,以Φ 54 mm 臺(tái)階外圓的右端面,作為加工分界面,分兩道工序完成加工。先加工哪一端,就看裝夾位的選擇。此零件的右端的兩個(gè)外圓的長(zhǎng)度分別為5 mm 和6 mm,而其左端不可能用一夾一頂來完成,所以這一端不具有加工裝夾位,而左端外圓Φ 48 mm 的總長(zhǎng)為15 mm,可以作為裝夾面,那么此零件的加工順序,應(yīng)該是先進(jìn)行左端加工,再進(jìn)行了右端的加工。

        1.3 加工工藝路線

        (1)用三爪自定心卡盤夾持毛坯面,粗、精加工工件左端輪廓(橢圓、外圓、倒角、溝槽)至要求的尺寸。

        (2)調(diào)頭裝夾,以工件Φ 54 mm 左端面定位,用三爪自定心卡盤夾持Φ 48 mm 外圓粗、精加工右端輪廓(端面、外圓、橢圓、拋物線)至要求的尺寸。

        1.4 加工程序的編制

        (1)對(duì)于這樣一個(gè)零件,程序編制的難度在于,其外部輪廓比較復(fù)雜,有2 處正橢圓,1 處拋物線和1 處與坐標(biāo)軸成一定角度的橢圓。

        (2)這個(gè)零件加工的難點(diǎn),是右端的,2個(gè)小橢圓如果要用同一把車刀加工,那么對(duì)刀具角度的要求非常高,編程時(shí)還要考慮刀具的使用,應(yīng)注意使用不同刀具時(shí)程序應(yīng)如何編制。

        (3)對(duì)于不同的系統(tǒng),指令的運(yùn)用不一樣,那么程序的編制也不一樣。下面以廣州數(shù)控980TDB 系統(tǒng)的固定指令為例,進(jìn)行加工程序編程。此系統(tǒng)有專用的橢圓(G6.3)和拋物線(G7.3)指令,所以編程時(shí)可直接運(yùn)用,程序相對(duì)簡(jiǎn)單。

        2 零件左端的加工

        裝夾毛坯,伸出長(zhǎng)度為80 mm,工件坐標(biāo)系設(shè)在工件左端的軸線上。

        加工程序:

        3 零件右端的加工

        調(diào)頭裝夾Φ 48 mm 外圓,以Φ 54 mm 外圓左端面作為定位面,工件坐標(biāo)系設(shè)在工件左端的軸線上,用拋物線公式算得點(diǎn)A 的X 值為50.96 mm。

        加工程序:

        4 結(jié)束語

        對(duì)于外部形狀比較復(fù)雜的零件,在加工前應(yīng)該充分考慮其加工順序與裝夾定位,力求最大程度地保證零件的尺寸精度及表面品質(zhì);應(yīng)使用不同的加工方法與加工指令,可用對(duì)比法選擇最普通的刀具、最佳的加工方法,編寫加工程序,達(dá)到刀具的加工路線最短、加工程序最短,體現(xiàn)出數(shù)控車床加工復(fù)雜零件的優(yōu)越性,充分發(fā)揮數(shù)控車床的優(yōu)勢(shì)。

        [1]崔兆華. 數(shù)控加工基礎(chǔ)[M]. 北京:中國勞動(dòng)勞動(dòng)保障出版社,2011.

        [2]周曉宏. 數(shù)控車床操作技能考核培訓(xùn)教程[M]. 北京:中國勞動(dòng)勞動(dòng)保障出版社,2009.

        [3]任國興.數(shù)控車床加工工藝與編程操作[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

        [4]朱明松.數(shù)控車床編程與操作項(xiàng)目教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

        [5]沈建峰,金玉峰.數(shù)控編程200 例[M]. 北京:中國電力出版社,2008.

        [6]GSK980TDB 車床CNC 使用手冊(cè)[K].廣州:廣州數(shù)控設(shè)備有限公司,2010.

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